(Lesione del midollo spinale-Immagine Credit Public Domain).
La crescita degli assoni, la segnalazione rigenerativa e la plasticità sinaptica sono stati tutti aumentati dall’attivazione genica in una lesione del midollo spinale.
Attualmente non esistono terapie efficaci per il danno al midollo spinale; la terapia fisica può aiutare i pazienti a recuperare un po’ di movimento, ma i risultati sono gravemente limitati nei casi più gravi a causa dell’incapacità dei neuroni spinali di rigenerarsi naturalmente dopo la lesione.
Tuttavia, in uno studio recentemente pubblicato su PLOS Biology, gli scienziati guidati da Simone Di Giovanni dell’Imperial College di Londra nel Regno Unito dimostrano che, somministrati ai topi 12 settimane dopo un grave infortunio, i trattamenti settimanali con un attivatore epigenetico possono favorire la ricrescita di neuroni sensoriali e motori nel midollo spinale.
Viene mostrata una maggiore densità di sinapsi (verdi) che contattano i motoneuroni (viola) nel midollo spinale di un animale ferito dopo il trattamento con la piccola molecola TTK21-Questi sono importanti per la funzione motoria. Credito: Franziska Mueller (CC-BY 4.0)
Continuando il loro successo passato, i ricercatori hanno utilizzato una minuscola molecola chiamata TTK21 per attivare la programmazione genetica che induce la rigenerazione degli assoni nei neuroni. TTK21 influenza lo stato epigenetico dei geni attivando la famiglia di proteine coattivatrici CBP/p300. Hanno testato il trattamento TTK21 in un modello murino di grave lesione del midollo spinale. I topi sono stati allevati in un ambiente che li ha incoraggiati a essere fisicamente attivi, come raccomandato per i pazienti umani.
Il trattamento è iniziato 12 settimane dopo la grave lesione del midollo spinale ed è durato 10 settimane. I ricercatori hanno riscontrato diversi miglioramenti dopo il trattamento con TTK21 rispetto al trattamento di controllo. L’effetto più evidente è stato l’aumento della germinazione degli assoni nel midollo spinale. Hanno anche scoperto che la retrazione dell’assone motorio al di sopra del punto della lesione si è interrotta e la crescita dell’assone sensoriale è aumentata.
Questi cambiamenti erano probabilmente dovuti all’aumento osservato dell’espressione genica correlata alla rigenerazione. Il prossimo passo sarà potenziare ulteriormente questi effetti e far sì che gli assoni rigeneranti si ricolleghino al resto del sistema nervoso in modo che gli animali possano riacquistare la loro capacità di muoversi con facilità.
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Spiegano gli autori:
“L’interruzione dei circuiti spinali a seguito di una lesione del midollo spinale (SCI) interrompe l’attività neurale ed è seguita da una mancata risposta rigenerativa efficace con conseguente disabilità neurologica permanente. Il recupero funzionale richiede il miglioramento della plasticità assonale e sinaptica delle fibre risparmiate e danneggiate, che hanno bisogno di germogliare e/o rigenerarsi per formare nuove connessioni. Qui, abbiamo studiato se la stimolazione epigenetica del programma di espressione genica rigenerativa può superare l’attuale incapacità di promuovere il recupero neurologico nella LM cronica con grave disabilità. Abbiamo consegnato l’attivatore CBP/p300 CSP-TTK21 o CSP settimanalmente tra la settimana 12 e la settimana 22 seguendo un modello di transezione di SCI nei topi alloggiati in un ambiente stimolante. L’analisi dei dati ha mostrato che CSP-TTK21 ha migliorato la classica segnalazione rigenerativa nei gangli della radice dorsale sensoriali, ma non nei motoneuroni corticali, ha stimolato la crescita degli assoni motori e sensoriali, il germogliamento e la plasticità sinaptica, ma non è riuscito a promuovere il recupero neurologico sensomotorio. Questo lavoro fornisce prove dirette che l’attivazione farmacologica CBP/p300 clinicamente adatta può promuovere l’espressione di geni associati alla rigenerazione e la crescita assonale in una lesione del midollo spinale cronica con grave disabilità neurologica.
Di Giovanni aggiunge: “Questo lavoro mostra che un farmaco chiamato TTK21 che viene somministrato per via sistemica una volta alla settimana dopo una lesione cronica del midollo spinale (SCI) negli animali può promuovere la ricrescita neuronale e un aumento delle sinapsi necessarie per la trasmissione neuronale. Questo è importante perché la lesione cronica del midollo spinale è una condizione senza una cura in cui la ricrescita e la riparazione neuronale falliscono. Stiamo ora esplorando la combinazione di questo farmaco con strategie che colmano il divario del midollo spinale come i biomateriali come possibili strade per migliorare la disabilità nei pazienti”.
Fonte: PLOS Biology
